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基于刚体平动运动单元的上限有限元研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU13[建筑科学—建筑理论]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院,长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51008309,No.51208522);“十二五”国家科技支撑计划课题(No.2012BAK24802).
中文摘要:

刚性块体极限分析上限法常应用于岩土工程稳定性研究,然而应用时需假定刚性块体破坏模式并递推繁琐的几何关系。为此,提出一种适应性更广的基于非线性规划模型的刚体平动运动单元上限有限元法,并解决了其优化模型初始值的确定问题。通过引入有限单元思想,将计算区域离散成刚体单元,同时以单元速度和节点坐标作为决策变量,由上限定理建立非线性规划模型获得上限解。利用编制的上限有限元程序进行边坡和浅埋隧道稳定性算例验证,表明运动单元上限有限元法能调整速度间断线至较优方位,所得破坏模式特征鲜明,上限解精度高,可广泛应用于边坡、隧道等稳定性分析研究。

英文摘要:

Upper bound solution of limit analysis with rigid blocks is widely applied to geotechnical engineering stability analysis.However, rigid blocks failure mechanism and complicated geometric relation are needed to assume and analyze for differentgeotechnical subjects. In order to banish these restrictions, a finite element upper bound solution with rigid translatory movingelements based on nonlinear programming is presented. And the key problem of determine initial value for nonlinear programmingmodel is also solved. This method firstly discretizes computation domain into rigid elements, then defines the element velocities andnodes coordinate as decision variables, and uses upper bound theory to establish nonlinear programming model to acquire a solution.Corresponding finite element upper bound program is compiled to verify stabilities of slope and shallow tunnel to illustrate thatvelocity discontinuities of elements adjust automatically into best directions to acquire failure mechanism with distinct characteristicsand upper bound solution with high accuracy. The method is expected to be applied widely to stability analysis for slopes, tunnels andother geotechnical subjects.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873